液压与气压传动专题二：液压泵

1、液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵 (Hydraulic pump) 液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵主要内容主要内容1 1、液压泵的概述、液压泵的概述2 2、齿轮泵、齿轮泵3 3、叶片泵、叶片泵4 4、柱塞泵、柱塞泵液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵一、液压泵一、液压泵概述概述 1、 液压泵定义液压泵定义 液压泵液压泵：是液压系统的动力元件，其：是液压系统的动力元件，其功用是将原动机输入的机械能（功用是将原动机输入的机械能（转矩和转矩和角速度角速度）转换为压力能（）转换

2、为压力能（压力和流量压力和流量）输出，为执行元件提供压力油。输出，为执行元件提供压力油。液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵2 2、液压泵的基本液压泵的基本工作工作原理原理以单柱塞泵为例以单柱塞泵为例1 1、传动轴及凸轮、传动轴及凸轮2 2、柱塞、柱塞 3 3、缸体、缸体 4 4、复位弹簧、复位弹簧 5 5、排油阀、排油阀 6 6、吸油阀、吸油阀液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵1液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵 工作原理工作原理：泵：泵轴轴旋转过程中，密封工旋转过程中，密封工作腔的容积发生周期性的变化，容积变大作腔的容积发生周

3、期性的变化，容积变大吸油，容积变小压油。吸油，容积变小压油。 结论结论：液压泵是靠：液压泵是靠密封容积密封容积变化来实变化来实现吸油和压油的，其排油量的大小取决于现吸油和压油的，其排油量的大小取决于密密封腔的容积变化量，故液压泵又称容积封腔的容积变化量，故液压泵又称容积式泵。式泵。液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵液压泵必须满足以下条件：液压泵必须满足以下条件： 结构上，必须有容积可变的密封工作结构上，必须有容积可变的密封工作腔；腔； 工作中密封工作腔能够周期性地、平工作中密封工作腔能够周期性地、平稳连续地变化；稳连续地变化； 有配流机构或有配流机构或阀式配流阀式配流（控

4、制完成吸（控制完成吸油和压油的装置），如图中的单向阀油和压油的装置），如图中的单向阀5 5和和6 6。液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵3、分类、分类按照结构形式分：按照结构形式分： 齿轮泵、叶片泵、柱塞泵齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵、螺杆泵按照输出油液体积（流量）是否可调：按照输出油液体积（流量）是否可调： 定量泵、变量泵定量泵、变量泵液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵4 4、符号符号液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵5 5、液压泵液压泵(pumps)(pumps)主要主要性能性能参数参数1 1）液压泵的压力液压泵的压力工作

5、压力（工作压力（p p）：）：额定压力（额定压力（p ps s）：）：最大压力（最大压力（p pmaxmax):):一般一般maxppps液压泵工作时的出口压力，其液压泵工作时的出口压力，其大小取决于负载大小取决于负载在正常工作条件下，在正常工作条件下，按试验按试验标准标准连续运转的最高压力连续运转的最高压力液压泵短时间内可承受的最液压泵短时间内可承受的最高压力高压力液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵2 2）液压泵排量和流量液压泵排量和流量排量：排量：泵轴转动一周泵轴转动一周理论上理论上从排油口排出的液体从排油口排出的液体体积。体积。V V流量：流量：理论流量：理论流量：

6、q qt t实际流量：实际流量：q qnVqt泵在单位时间内泵在单位时间内理论上理论上从排油从排油口排出的口排出的油液油液体积体积泵在单位时间内实际排除油液泵在单位时间内实际排除油液体积体积液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵额定流量：额定流量：q qs s由于泵存在泄漏由于泵存在泄漏pKqqqqqltt泵泵在额定转速、额定压力下，在额定转速、额定压力下，允许连续运行的流量允许连续运行的流量液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵3 3）液压泵的功率液压泵的功率P P输入功率：输入功率：P Pi i输出功率：输出功率：P Po o理论上，理论上，实际上，实际

7、上，oiPP oiPP nTTPi2pqPo液压油油液液压油油液泄漏损失泄漏损失和和摩擦生热能量损失摩擦生热能量损失液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵4 4）液压泵的效率液压泵的效率液压泵的总效率：液压泵的总效率：ioPP 液压泵的容积效率液压泵的容积效率： 泄漏损失泄漏损失 液压泵的机械效率液压泵的机械效率： 热能损失热能损失tVqqTTtm总效率与容积效率、机械效率之间的关系：总效率与容积效率、机械效率之间的关系：mV液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵要求熟记六个公式要求熟记六个公式一个流量一个流量两个功率两个功率三个效率三个效率nVqtnTPi

8、2pqPotVqqTTtmiomVPP液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵例：例：已知：泵已知：泵的排量的排量V=17.24V=17.241010-6-6m m3 3/r/r，转速转速 n=24.17r/sn=24.17r/s，v v=0.95=0.95，=0.9=0.9，工作压工作压力力p=10MPa p=10MPa 求：求：P Po o、P Pi i（驱动功率）（驱动功率）nVqtVVtnVqq解解：液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵据据ioPP得得kWPPoi4 . 49 . 096. 3kWpnVpqPVo96. 395. 01024.1717

9、.24101066液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵作业：作业：补充补充 某液压泵输出压力为某液压泵输出压力为10MPa10MPa，转速为，转速为1450r/min1450r/min，排量为，排量为1001001010-6-6m m3 3/r/r，容，容积效率为积效率为0.950.95，总效率为，总效率为0.90.9，求：，求：1 1）泵的理论功率泵的理论功率P Pt t，2 2）泵的输出功率）泵的输出功率P Po o，3 3）泵的输入功率）泵的输入功率P Pi i，4 4）泵的输入转矩）泵的输入转矩T T。液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵试分析图

10、中液压泵排油口的压力试分析图中液压泵排油口的压力P液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵主要内容主要内容1 1、液压泵的概述、液压泵的概述2 2、齿轮泵、齿轮泵3 3、叶片泵、叶片泵4 4、柱塞泵、柱塞泵液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵二、二、齿轮泵齿轮泵一、外啮合齿轮泵（定量泵）一、外啮合齿轮泵（定量泵）1.1.外啮合齿轮泵的工作原理外啮合齿轮泵的工作原理液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵原理：原理：吸油过程吸油过程排油过程排油过程密封腔密封腔：齿轮、：齿轮、泵体、端盖形成泵体、端盖形成通过密封腔容积通过密封腔容积的变化来吸油和

11、的变化来吸油和压油。压油。2液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵3液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵2.2.排量和流量排量和流量排量：排量：流量：流量：BzmV266. 6VBnzmq266. 6实际上齿轮泵的输出流实际上齿轮泵的输出流量是脉动的，流量脉量是脉动的，流量脉动动压力脉动压力脉动产生产生振动和噪声，故高精振动和噪声，故高精度机械不宜采用齿轮度机械不宜采用齿轮泵泵液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵3.3.结构上的关键问题及解决措施结构上的关键问题及解决措施 困油现象及其解决措施困油现象及其解决措施为了保证齿轮传动的平稳性

12、为了保证齿轮传动的平稳性，齿轮啮合系数必，齿轮啮合系数必须大于须大于1 1，即，即前一对轮齿尚未脱开啮合之前，后前一对轮齿尚未脱开啮合之前，后一对轮齿已经进入啮合一对轮齿已经进入啮合。液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵困油现象困油现象上腔逐渐减小上腔逐渐减小下腔逐渐增大下腔逐渐增大液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵困油现象的描述困油现象的描述： 两对轮齿同时啮合，形成封闭腔，封闭腔两对轮齿同时啮合，形成封闭腔，封闭腔油液体积随齿轮的转动上腔逐渐减少，下腔逐油液体积随齿轮的转动上腔逐渐减少，下腔逐渐增大。渐增大。当减少时：封闭腔油液压力增大，油被从缝隙

13、当减少时：封闭腔油液压力增大，油被从缝隙 处挤出，造成泄漏，并导致油液发处挤出，造成泄漏，并导致油液发 热；热；当增大时：封闭腔里当增大时：封闭腔里无油液补充无油液补充形成局部真空，形成局部真空， 使溶于油中的气体分离出来，产生使溶于油中的气体分离出来，产生 气穴，引起噪声、振动。气穴，引起噪声、振动。这就是困油现象这就是困油现象液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵解决困油问题的措施：解决困油问题的措施： 在齿轮在齿轮泵泵两端盖板上开卸荷槽，一两端盖板上开卸荷槽，一个与压油腔相通，一个与吸油腔相通。个与压油腔相通，一个与吸油腔相通。 径向作用力不平衡及解决措施径向作用力不平

14、衡及解决措施后果：三点后果：三点泵轴弯曲泵轴弯曲部分轮齿的顶部接触泵体，产生摩擦部分轮齿的顶部接触泵体，产生摩擦 加速轴承磨损，降低使用寿命加速轴承磨损，降低使用寿命液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵措施：应措施：应采用开平采用开平衡槽的方衡槽的方法法4液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵 齿轮泵的泄漏问题及解决措施齿轮泵的泄漏问题及解决措施泄漏途径多，主要包括三类：泄漏途径多，主要包括三类： 齿顶与泵体内表面之间的径向间隙泄齿顶与泵体内表面之间的径向间隙泄漏（约占总泄漏量的漏（约占总泄漏量的12%12%） 齿轮端面和泵盖之间的端面（轴向）齿轮端面和泵

15、盖之间的端面（轴向）间隙泄漏（约占总泄漏量的间隙泄漏（约占总泄漏量的8 80%0%8 85 5% %） 齿轮啮合面处的间隙泄漏齿轮啮合面处的间隙泄漏液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵 且压力越高，间隙泄漏就越大，因且压力越高，间隙泄漏就越大，因此一般齿轮泵只适用于低压。此一般齿轮泵只适用于低压。解决措施：选用合适的间隙或采用端面解决措施：选用合适的间隙或采用端面间隙自动补偿原理间隙自动补偿原理引入压力油引入压力油浮动轴套浮动轴套液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵挠性侧板挠性侧板液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵二、内啮合齿轮泵（

16、定量泵）二、内啮合齿轮泵（定量泵）三、螺杆泵（特殊齿形的齿轮啮合）三、螺杆泵（特殊齿形的齿轮啮合） 其原理是引入压力油使轴套或侧板其原理是引入压力油使轴套或侧板紧贴齿轮端面（保证合适的轴向间隙），紧贴齿轮端面（保证合适的轴向间隙），压力越高，贴得越紧，因而自动补偿端压力越高，贴得越紧，因而自动补偿端面磨损和减小间隙面磨损和减小间隙液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵5液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵主要内容主要内容1 1、液压泵的概述、液压泵的概述2 2、齿轮泵、齿轮泵3 3、叶片泵、叶片泵4 4、柱塞泵、柱塞泵液压与气压传动液压与气压传动专题二：专

17、题二：液压液压泵泵三、叶片泵三、叶片泵（一一）双作用叶片泵（定量泵）双作用叶片泵（定量泵）1.1.工作原理：工作原理：2定子定子1转子转子3叶叶片片液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵转子每转一周，吸压油作用发生两次转子每转一周，吸压油作用发生两次，故双作用因此得名。故双作用因此得名。密封腔：由定密封腔：由定子、转子、叶子、转子、叶片及两端面的片及两端面的配油盘形成配油盘形成6液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵2.2.排量和流量排量和流量排量：排量：流量：流量：3.3.结构要点结构要点 定子内表面曲线定子内表面曲线 定子的内表面是由四段圆弧和四段过定子

18、的内表面是由四段圆弧和四段过 渡曲线组成渡曲线组成。brRV)(222VbnrRq)(222液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵 转子径向作用力转子径向作用力 由于吸、压油口对称分布，故转子由于吸、压油口对称分布，故转子径向作用力平衡径向作用力平衡。液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵叶片径向作用力问题叶片径向作用力问题 通常，为了保证叶片顶部与定子内表通常，为了保证叶片顶部与定子内表面紧密接触，所有叶片的根部都是通压油面紧密接触，所有叶片的根部都是通压油腔的。腔的。 当叶片处于压油区时，叶片径向力平当叶片处于压油区时，叶片径向力平衡；当在吸油区时，叶片

19、径向力不平衡，衡；当在吸油区时，叶片径向力不平衡，其根部与顶部压差很大，导致叶片以很大其根部与顶部压差很大，导致叶片以很大的力压向定子内表面，加速定子内表面磨的力压向定子内表面，加速定子内表面磨损。当提高泵的工作压力时，问题就更突损。当提高泵的工作压力时，问题就更突出。出。液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵采取措施：采取措施：双叶片结构双叶片结构子母叶片结构子母叶片结构阶梯式叶片阶梯式叶片弹簧式叶片弹簧式叶片依靠离心力依靠离心力 端面间隙泄漏及自动补偿（与齿轮端面间隙泄漏及自动补偿（与齿轮泵相同）泵相同）液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵二、单作用叶

20、片泵（变量泵）二、单作用叶片泵（变量泵）1.1.工作原理：工作原理：转子每转一周，吸油一次，排油一次，转子每转一周，吸油一次，排油一次，所以称为单作用式。所以称为单作用式。密封腔：由定密封腔：由定子、转子、叶子、转子、叶片和两端的配片和两端的配流盘组成流盘组成转子转子定子定子叶片叶片液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵2.2.排量和流量排量和流量排量：排量：流量：流量：3.3.结构要点：结构要点： 定子和转子是偏心安置的定子和转子是偏心安置的 转子径向液压力不平衡，故工作压力转子径向液压力不平衡，故工作压力的提高受到了限制（最高压力的提高受到了限制（最高压力16MPa16M

21、Pa以下）以下）beDV2VbeDnq2液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵 叶片径向力问题（依靠离心力解决）叶片径向力问题（依靠离心力解决） 叶片后倾叶片后倾 保证叶片与定子内表面接触，同时减保证叶片与定子内表面接触，同时减小叶片与定子间的磨损小叶片与定子间的磨损单作用叶片泵与双作用叶片泵的显著单作用叶片泵与双作用叶片泵的显著区别：区别：液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵4.4.限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵单作用叶片泵的变量方法：单作用叶片泵的变量方法：手调手调 限压式限压式 外反馈外反馈自

22、调自调 恒压式恒压式 内反馈内反馈 恒流式恒流式外反馈限压式变量叶片泵外反馈限压式变量叶片泵液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵主要内容主要内容1 1、液压泵的概述、液压泵的概述2 2、齿轮泵、齿轮泵3 3、叶片泵、叶片泵4 4、柱塞泵、柱塞泵液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵柱塞泵柱塞泵 轴向柱塞泵轴向柱塞泵 斜盘式轴向柱塞泵斜盘式轴向柱塞泵 斜轴式轴向柱塞泵斜轴式轴向柱塞泵 径向柱塞泵径向柱塞泵（一一）斜盘式轴向柱塞泵（变量泵）斜盘式轴向柱塞泵（变量泵）1.1.工作原理工作原理四、四、柱塞泵柱塞泵液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压

23、泵泵密封腔：由柱塞、缸体、配流盘形成密封腔：由柱塞、缸体、配流盘形成斜盘与竖直方向成一倾角斜盘与竖直方向成一倾角液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵若若角的大小改变：角的大小改变：改变柱塞在缸体内的行程长度改变柱塞在缸体内的行程长度改变密封腔容积变化量改变密封腔容积变化量改变改变V V变量变量若若角的方向改变：角的方向改变：改变泵吸、压油的方向，即泵的吸、压改变泵吸、压油的方向，即泵的吸、压油口对调油口对调变向变向不可调时为定量泵，不可调时为定量泵， 可调时为变量泵可调时为变量泵双向变量泵双向变量泵液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵液压与气压传动液压与

24、气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵2.2.排量和流量排量和流量排量：排量：流量：流量：3.3.结构要点结构要点 端面间隙泄漏及自动补偿端面间隙泄漏及自动补偿 同齿轮泵的原理，用泵本身输出的同齿轮泵的原理，用泵本身输出的压力油引入配流盘的背面，靠压力油使压力油引入配流盘的背面，靠压力油使 其紧压缸体的端面。其紧压缸体的端面。tan42DzdV VnDzdqtan42液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵 柱塞与斜盘接触方式（滑履结构）柱塞与斜盘接触方式（滑履结构） 将柱塞与斜盘之间改将柱塞与斜盘之间改点接触点接触为为面接面接触触，降低了零件表面的磨损，有利于泵在，降低了零件表面的磨损，有利于泵在高压下工作高压下工作 中心弹簧结构中心弹簧结构 用一个用一个中心弹簧中心弹簧代替原来每个柱塞底代替原来每个柱塞底部的弹簧（柱塞频繁往复运动，弹簧易于部的弹簧（柱塞频繁往复运动，弹簧易于疲劳损坏），将大滑履压向斜盘疲劳损坏），将大滑履压向斜盘液压与气压传动液压与气压传动专题二：专题二：液压液压泵泵 变量机构变量机构设置专门的变量机构，改变设置专门的变量机构，改变角的大小角的大小及方向及方向（二二）斜